[发明专利]胶合木梁弹性模量测试仪

说明书

技术领域

本发明主要涉及到材料工程应用检测设备领域，特指一种用于进行胶合木梁弹性模量测试的设备。

背景技术

在材料的工程应用中，材料的弹性模量在材料的利用、改性和微观结构的研究中具有重要的作用。目前，对木材的弹性模量的研究技术还较为落后，且主要针对板材。

胶合木梁的弹性模量是反映胶合木梁整体质量与力学性能的重要指标，但至今国内外关于胶合木梁的弹性模量的测试方法研究较少。现有技术中针对胶合木梁弹性模量的测定方法主要是标准静力法。该方法为：在胶合木梁的两端，通过静态加载负荷的方法测量胶合木梁的扰度变化计算弹性模量。上述传统方法因需要固定和加载，现场测试极为不方便，测试时间长且计算复杂。同时，加载负荷过大还有可能会给胶合木梁带来不可逆的损伤，极大的危害工程安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、易携带、测试原理简单、测试精度高且稳定可靠的胶合木梁弹性模量测试仪。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种胶合木梁弹性模量测试仪，包括拾振传感器和用于采集显示数据采集仪，所述拾振传感器固定于胶合木梁上；所述拾振传感器包括加速度传感器和电荷放大器，所述加速度传感器将胶合木梁的振动转化为电荷信号输出，并通过电荷放大器将电荷信号转换为电压信号输出至数据采集仪；所述数据采集仪根据采集到的数据信号进行转换和分析并显示振动曲线和固有频率。

作为本发明的进一步改进：所述数据采集仪包括信号放大滤波系统、数据采集系统、微处理器系统以及显示系统，所述信号放大滤波系统将从拾振传感器输入的微弱的电压信号放大滤波后输入数据采集系统，再通过微处理器系统控制数据采集系统进行数据采集转换，将放大滤波后的模拟电压信号转换为数字信号并通过显示系统显示振动曲线和固有频率。

作为本发明的进一步改进：所述微处理器系统包括微处理器芯片、存储单元和USB通讯接口，每次的采集数据和最终计算的弹性模量值关联编号存储于微处理器系统中的存储单元，通过数据采集仪查询或通过USB通讯接口下载至电脑保存分析。

作为本发明的进一步改进：所述数据采集仪还包括键盘控制板。

作为本发明的进一步改进：所述数据采集仪和拾振传感器均通过电源系统供电。

作为本发明的进一步改进：所述电源系统为可充电锂电池。

作为本发明的进一步改进：所述拾振传感器与数据采集仪通过电缆相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明采用振动无损检测方法测定胶合木梁的固有频率并自动计算其弹性模量值，测量快速便捷，不受测量环境限制，完全不损坏胶合木梁材料的内部结构，测量方法安全简单。

2、本发明采用便携式设计，小巧轻便，适用于任何场合单人实现测量。大屏幕彩色液晶屏显示，内置可充电锂电池供电，续航时间超长。

3、本发明采用高灵敏度的加速度传感器和放大倍数可自动调整的信号放大电路，可实现对微弱振动信号的采集，适用于各规格的胶合木梁弹性模量的测试。

4、本发明通过傅立叶变换分析方法对采集的振动曲线进行分析，采用优化的差频算法计算振动的固有频率，并通过输入相应的参数自动计算弹性模量值。

附图说明

图1是本发明在具体应用实例中的原理示意图。

图2是本发明的系统结构框架示意图。

图3是本发明在具体实施例中微处理器系统的中央控制单元和通讯单元的电路原理示意图。

图4是本发明在具体实施例中微处理器系统的存储单元的电路原理示意图。

图5是本发明在具体实施例中电荷放大器的电路原理示意图。

图6是本发明在具体实施例中信号放大滤波系统的电路原理示意图。

 图7是本发明在具体实施例中数据采集系统的电路原理示意图。

图8是本发明在具体实施例中电源系统的智能锂电池管理电路原理示意图。

图9是本发明在具体实施例中电源系统的电压转换电路原理示意图。

 图10是本发明在具体实施例中键盘和液晶显示的电路原理示意图

图例说明：

1、加速度传感器；2、电荷放大器；3、数据采集仪；4、信号放大滤波系统；5、数据采集系统；6、微处理器系统；7、显示系统；8、USB通讯接口；9、拾振传感器；10、电缆；11、电源系统；12、键盘控制板；13、胶缝；14、胶合木梁。

具体实施方式